纺织导报-转杯复合纺纱方法.pdf
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1、纺织导报 China Textile Leader 2005 No.333 纺纱技术 S p i n n i n g T e c h n o l o g y 转杯复合纺纱方法 作者简介任秀红女1 9 7 5 年生硕士在读上海2 0 0 0 5 1 东华大学纺织学院 任秀红 王新厚 摘要转杯纺复合纱具有强力高条干均匀度好结构稳定和多样化毛羽少等 特点 具有广阔的市场前景 文章介绍了转杯纺复合纱的发展过程 成纱机理 纱 线性能及其应用前景 关键词转杯纺复合纱成纱机理纱线性能 中图分类号 T S 1 0 4 . 7 1 文献标识码 A 文章编号1 0 0 33 0 2 5 2 0 0 5 0 30
2、0 3 30 4 近年来 复合纱的应用呈现逐年上升的趋势 所以很 有必要使用一种既经济又普及的纺纱工艺来生产复合纱 而转杯纺正具有产量高成本低工序简单 并且可加工 低价格原料等优点 1 转杯复合纺纱方法的发展过程 2 0 世纪 6 0 年代末几乎在转杯纺诞生的同时就有 人开始提出使用转杯纺纱机纺制复合纱的思路 1 之后不 断有人进行转杯纺复合纱的研究 7 0 年代后期P e t e r A r t z t 2 等人在此基础上使长丝在一定的速度下喂入 低于成纱的 卷绕速度 这样在纺纱的过程中使长丝上具有一定的张力 此工艺生产出来的成纱为短纤维包缠在长丝外的包芯纱 8 0 年代初 E d a g
3、a w a M a i x n e r 3等人研究了使用改进的 转杯纺纱机纺复合纱 原理和上述的基本相同 只是喂入 的长丝换成了另一种短纤维纱 8 0 年代中期 A l i o s S t e j s k a l 4等人在总结前人的基础上 详细地分析了长丝的喂入对 包芯纱的性能的影响 他认为在以前的论述中长丝的喂入 主要分为两种情况 一种是长丝喂入时长丝的张力是变化 的 并且只在长丝的张力较大的情况下 短纤维才能缠到 长丝上形成包芯纱而在其它情况下则很难形成包芯纱 但是由于长丝张力的变化就不可能形成质量好的包芯 纱 另外一种情况是长丝直接喂入到短纤维的加捻区 然 后直接和短纤维互相缠绕加捻 但
4、是在这种情况下 复合 纱成纱时的形成点较难控制 所生产出来的纱线的性能不 稳定 不适合大量生产 基于这些考虑 A l o i s S t e j s k a l 改 进了原来的实验装置 在长丝喂入转杯前附加了一个张力 控制罗拉 使得在纺纱过程中长丝的张力能够很好地控制 在一定范围内 这样使得纺出来的纱线结构和性能都较稳 定 此外A l o i s S t e j s k a l 还分析了长丝引入转杯中的受力来 源主要是转杯内形成的负压的吸附作用和自身的牵引力等 与此同时日本 5英国 6波兰 7 奥地利 8 等国 学者也一直在从事这方面的研究并且从7 0 年代到8 0 年 代不断有专利公布但直到
5、2 0 0 0 年K B C h e n g9等人 开始研究各项工艺参数和纱线性能间的关系2 0 0 2年 F a r s h i d P o r u e s f a n d i a r i 1 0等人和Y o i c h i M a t s u m o t o1 1 等人先后对转杯复合纱纺纱工艺对纱线结构性能和加捻机 理进行了初步的实验和理论分析 转杯纺复合纱的研究再 次为人瞩目 2 0 0 2 年 瑞士R i e t e r 立达 公司推出的B T 9 0 4 转杯 复合纺纱机 成功地实现了转杯复合纱的产业化 据该公 司介绍B T 9 0 4 纺纱机纺制的 R O T O N A 纱结构稳
6、定不 匀性和毛羽都相对较小 可纺支数为N e 5 3 0 目前国 内在这方面的研究还处于起始阶段 仅浙江日发纺织机械 公司对转杯纺的改造有过研制 推出了R F R S 2 0 型包芯纱 转杯纺纱机 另外 东华大学新型纺纱研究室也正在从事 包芯转杯纺纱技术的相关研究 并取得了一定的进展 2 转杯纺复合纱的成纱机理 2 . 1 纺纱原理 转杯复合纺纱方法从开始研究到现在已有3 0 多年 但基本原理没有本质的改变其原理如图1 所示纺纱时 长丝通过轴向空心锭子进入纺杯内 与经过分梳形成单纤 维后进入凝聚槽的短纤维在纺杯高速回转加捻的作用下包 万方数据 PDF Watermark Remover DEM
7、O : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 纺纱技术 S p i n n i n g T e c h n o l o g y 34纺织导报 China Textile Leader 2005 No.3 缠成纱之后被引纱罗拉引出并直接绕成筒子 从其基本原理可以看出与常规的转杯纺纱系统相 比主要是在传统的转杯纺纱机上使用了纺杯空心锭子 增加了长丝退绕装置 但同时也保持了常规纺纱系统的绝 大部分设计特征和纺纱功能 如要在转杯复合纺纱机上纺 常规纱只要不喂入长丝即可 对F A 6 0 1 型转杯纺纱实验机进行改造使之可纺短纤
8、/ 长丝复合纱 并试验研究得出纺制出的弹力复合纱的质量 水平能达到行业标准要求 可以满足织造的需要 其基本 思想就是使用转杯空心锭子 所谓转杯空心锭子是指具有 轴向通孔的转杯轴在不改变其原有纺纱装置的基础上 在F A 6 0 1 型自排风式转杯纺纱实验机上加装了一套氨纶丝 积极喂入装置 在转杯纺纱机架上安装一对长丝退绕罗拉 将氨纶丝筒子置于罗拉上 筒子表面和罗拉表面紧密接触 使两个退绕罗拉同速同向回转以使氨纶丝积极送出 罗拉 的转速通过单独的变频器控制 氨纶丝退绕机构传动如图 2 所示 氨纶丝退绕采用积极退绕方式可保证氨纶丝从大筒 子到小筒子时的牵伸倍数是一致的 这样可有效克服自由 退绕时牵伸
9、倍数随筒子大小变化的缺点 积极送出的氨纶丝通过安装在机架上的导丝罗拉后 在转杯高速回转时产生的负压作用下 被吸入额外加装的 导丝管内导丝管为一空心钢管具有一定的刚度 为了 方便开始纺纱时氨纶丝的接头操作 需要将导丝管预弯曲 固定在纺纱机上 并穿过转杯轴的轴向通孔延伸至转杯内 与转杯轴平齐 导丝管外径须小于转杯轴轴向通孔的直径 氨纶长丝在气流输送下沿着导丝管被引入转杯内 再与外 包纱复合后直接从引纱管中引出 外包纱普通转杯纱 的形成则与常规纺纱相同 首 先把喂入的纤维条用分梳辊开松成单纤维 使之形成自由 端 经分梳后的单纤借气流作用被输送到高速回转的转杯 凝聚槽内 并在凝聚槽内形成凝聚须条 该凝
10、聚须条随同 转杯高速回转而加捻成纱 短纤维纱在加捻的过程中包缠 到由转杯空心锭子进入的芯纱上 从而形成复合纱 再由 引纱罗拉引出直接绕成筒子 图2 为加装的氨纶长丝退绕机构的传动示意图 长丝 退绕罗拉R 1 R 2同向同速回转 其转速通过单独的变频器 控制 定义氨纶丝的牵伸倍数为卷绕罗拉线速度与长丝退 绕罗拉线速度的比值 通过改变变频器 I 的频率就可以改 变长丝退绕罗拉速度 从而控制氨纶丝的牵伸倍数 2 . 2 纱线结构 通过改变长丝的张力或超喂比将生产出3 种不同 结构的纱线图3 1 当T f Ts Tf 长丝纺纱张力 Ts短纤维纺纱 张力时由于长丝的张力大于短纤维的张力 即长丝的 超喂比
11、为负 长丝沿着复合纱的纵向无捻度成为纱芯 而 短纤维纱则在长丝张力作用下以一定的捻度包缠在长丝的 周围成为外包缠纱 纺成的纱为短纤维包缠纱 即典型的 包芯纱如图 3 a 所示 2当T f Ts 时 由于长丝的张力和短纤维纱的张 力大致相同 即长丝的超喂入比位于零的附近 这时长丝 和短纤纱之间的牵制互不相让 结果是互相包缠成为股线 纱即转杯平行纱, 如图3 b 所示 3当T f Ts时 由于长丝的张力小于短纤维纱的张 力 即长丝的超喂入比为正 短纤纱沿着复合纱的纵向无 图3 转杯复合纱结构图 abcd 图1 转杯复合纺纱的原理图 卷绕罗拉 导纱管 罗拉 长丝导纱管 长丝喂入罗拉 张力测试仪导纱罗
12、拉 开松罗拉 短丝 长丝 图2 氨纶丝退绕的传动示意图 R1R2长丝退绕罗拉 M三相异步电机 I变频器 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 纺纱技术 S p i n n i n g T e c h n o l o g y 36纺织导报 China Textile Leader 2005 No.3 捻度成为纱芯 而长丝则在短纤维纱的张力作用下以一定 的捻度包缠在短纤维纱的周围成为外包缠纱 纺成的复合 纱即为转杯包缠纱, 如图3 c d 所示 当然长丝导丝
13、管深入转杯内的长度 卷绕速度 捻 系数等都会对成纱的结构产生影响 3 转杯纺复合纱的性能和应用 3 . 1 拉伸性能 由于长丝和短纤维纱在结构和性能上的不同 纺成的 复合纱在性能上与常规转杯纺短纤维纱有所不同首先 复合纱的强力决定于组成成分的比例 其次 复合纱的强 力受成纱方式的影响 即在两种组成成分纱的支数固定的 情况下 复合纱的强力受两种因素的影响 即纱线的松弛 程度和纱线的缠绕长度具体可分为3 种情况考虑 1长丝和短纤维纱互相缠绕 它们的缠绕长度大致相 同 当复合纱受力拉伸开始时 复合纱的强力首先是短纤 维纱和长丝强力的叠加 随后当短纤维纱断裂后 复合纱 的强力将随着长丝的拉伸而变化 直
14、至长丝也断裂 这种 情况对应于转杯平行纱 2短纤维纱是伸直的 而长丝缠绕在表面 处于松弛 状态 当复合纱受力拉伸时 短纤维纱首先伸长直到断裂 之后长丝将单独伸长到断裂 这种情况对应于转杯包缠纱 3长丝处于伸直状态 而短纤维纱缠绕在表面 处于 松弛状态 当复合纱受力拉伸时 长丝首先拉伸到最大伸 长 之后复合纱的强力将是二者强力之和并且随着短纤维 纱的拉伸曲线变化 直到两种成分都断裂 在这种情况下 如果长丝的断裂伸长和短纤维纱的缠绕长度比较接近时 可使复合纱的强力得到最大 这种情况对应于包芯纱 由以上3 种情况可知包芯纱是3 种结构中具有最大 强力的纱其次是平行纱而包缠纱则最小 但是包缠纱 具有最
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